1.一种高强度耐热铸造铝合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、原料配置:按照高强度耐热铸造铝合金中各金属元素的含量准备纯铝锭、纯镉和中间合金原料,中间合金原料为铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝钛中间合金、铝钒中间合金、铝钛硼中间合金、铝锆中间合金和铝钪中间合金;
步骤A中,纯铝锭的纯度大于或等于99.7wt%,纯镉的纯度大于或等于99.9wt%;铝铜中间合金为Al‑50Cu合金,铝锰中间合金为Al‑10Mn合金,铝钛中间合金为Al‑5Ti合金,铝钒中间合金为Al‑5V合金,铝钛硼中间合金为Al‑5Ti‑B合金,铝锆中间合金为Al‑5Zr合金,铝钪中间合金为Al‑2Sc;中间合金中的杂质含量均小于或等于0.1wt%;
步骤B、冶炼:将步骤A中配置好的合金原料进行干燥处理;然后将干燥好的纯铝锭立即置于已经预热的石墨坩埚中熔炼,待纯铝锭充分熔化后,再将其它合金原料加入石墨坩埚中熔炼,待合金原料全部熔化后,充分搅拌并扒渣处理,得到合金熔体;合金原料的干燥温度为300℃,干燥时间为2h;石墨坩埚的预热温度为610~780℃;待纯铝锭充分熔化后,继续控制石墨坩埚的温度在610~780℃之间,并依次将纯镉、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝钒中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝钪中间合金和铝钛硼中间合金加入石墨坩埚中熔炼,待一种合金原料充分熔炼后再加入另一种合金原料;待合金原料全部熔化后,向石墨坩埚中通入高纯氩气或高纯氮气对液态合金进行精炼和保护;
步骤C、铸造:将合金熔体浇铸在内壁喷涂有脱模剂的金属模具内,待模具冷却后,得到合金铸件;
步骤D、热处理:将合金铸件依次进行固溶处理和时效处理,时效处理结束后,得到高强度耐热铸造铝合金;
所述高强度耐热铸造铝合金由如下质量分数的组分组成:铜1.0~10wt%,锰0.1~
1wt%,钛0.1~0.5wt%,钪0.2~0.6wt%,锆0.01~0.5wt%,钒0.01~0.5wt%,镉0.1~
0.5wt%,硼0.005~0.06wt%,铁的含量小于或等于0.15wt%,硅的含量小于或等于
0.06wt%,镁的含量小于或等于0.05wt%,余量为铝。
2.根据权利要求1所述的高强度耐热铸造铝合金的制备方法,其特征在于,步骤B中,精炼温度为700~780℃,精炼时间为30~60min;高纯氩气或高纯氮气的纯度均大于或等于
99.99%。
3.根据权利要求1所述的高强度耐热铸造铝合金的制备方法,其特征在于,步骤C中,将合金熔体的温度控制在680~750℃范围内,并在20秒内将合金熔体进行铸造;浇铸前,将金属模具预热至100~300℃;脱模剂为氮化硼BN脱模剂。
4.根据权利要求1所述的高强度耐热铸造铝合金的制备方法,其特征在于,步骤D中,固溶处理的温度为450~580℃,保温时间为1~4h;然后迅速在温度为50℃~80℃的水中进行冷却,冷却时间为16~20s;时效处理的温度为140~180℃,保温时间为5~24h。